DE892912C

DE892912C - Transmitter for color television broadcasts

Info

Publication number: DE892912C
Application number: DEF4482D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Buenger
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1938-09-27
Filing date: 1938-09-28
Publication date: 1953-10-12

Description

Sender für farbige Fernsehübertragungen Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zur Übertragung farbiger Fernsehbilder und bezieht sich insbesondere auf die Bildaufnahmegeräte der Sendeseite.Color television broadcast transmitters This invention relates to methods and equipment for the transmission of color television images and relates in particular on the image recording devices on the transmitting side.

Bei der Übertragung von Schwarzweißbildern ist es bekanntlich, um das Flimmern zu vermeiden, erforderlich, eine genügende Anzahl (z. B. 5o) Bilder pro Sekunde zu übertragen und darauf zu achten, daß zwei aufeinander-folgende Bilder sich um weniger als 5 % in der Helligkeit unterscheiden. Auch bei der Übertragung farbiger Bilder muß d:.iese Bedingung eingehalten werden. Wenn nun in bekannter Weise die farbigen Bilder dadurch hergestellt werden, daß z. B. drei einfarbige Bilder der verschiedenen Farbliomponenten nacheinanderübertragen werden, so schwankt dieIntensität derFarb komponenten von Bildstelle zu Bildstelle, und die Helligkeitsunterschiede werden in den meisten Fällen zwischen den Bildern mit einzelnen Farben sehr groß werden, so daß hierdurch ein Farbenflimmern bedingt ist. Um dieses Farbenflimmern zu beseitigen, ist vorgeschlagen worden, die einzelnen Farbkomponenten nicht bildweise nacheinander zu übertragen, sondern jede Zelle des Bildes für sich in die Farbkomponente aufzuspalten und diese Farbkomponenten unmittelbar nacheinander zu übertragen.When transmitting black and white images, it is known to To avoid flickering, a sufficient number (e.g. 50) of images is required to be transmitted per second and to ensure that two consecutive images differ in brightness by less than 5%. Even with the transfer colored pictures must be met. If now in well-known Way, the colored images are produced in that, for. B. three monochrome Images of the various color components are transmitted one after the other, so fluctuates the intensity of the color components from image area to image area, and the differences in brightness become very large between single color images in most cases so that this causes a color flicker. About this flicker of color It has been proposed to eliminate the individual color components not imagewise to be transferred one after the other, but instead each cell of the image for itself in the color component split up and transfer these color components immediately one after the other.

Die vorliegende Erfindung gibt ein besonders einfaches Verfahren an, um eine diesem Zerlegungsschema entsprechende Signalfolge zu erhalten. Das Verfahren hat den Vorteil, daß der Aufwand auf der Sendeseite äußerst gering wird und daß eine einwandfreie Übertragung der jeweils zusammengehörenden Farbkomponenten erreicht wird.The present invention specifies a particularly simple method in order to obtain a signal sequence corresponding to this decomposition scheme. The procedure has the advantage that the effort on the sending side is extremely low and that one flawless transfer of the color components that belong together is achieved.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens. dargestellt,- und zwar zeigt Fig. i eine schematische Darstellung der! B:ildzerlegereinrichtung fürFilmübertragung bei glatter A.btastung; Fig.2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Ablenkstroms, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Bildzerlegereinrichtung für Zeilensprungverfahren, Fig. q. eine Ansicht der zur Farbenzerlegung benutzten Prismenanordnung und Fig. 5 den zeitlichen Verlauf des Ablenkstroms. Das Prinzip der Farbenzerlegung wird. zunächst für den einfachen Fäll einer Filmübertragung mit 25 Bildwechseln pro Sekunde in Fig. i dargestellt. Die Lichtquelle i wird durch einen Kondensator :2 auf den Film 3 abgebildet, der sich mit einer solchen Geschwindigkeit von oben nach unten b@ewegt, daß 25 Bilder pro Sekunde an dem Spalt des Bildfensters d. vorbeiwandern. Der mittlere Teil des Films wird durch das Objektiv 5 über eine planparallele Platte 6 auf die Mitte der Fotokathode 7 einer Sondenröhre 8 abgebildet. Die Röhre enthält eine Sonde 9 mit einer Blenderöffnung io, über die in bekannter Weise das elektronenoptische Abbild des auf der Fotokathode erzeugten Lichtbildes hinwegbewegt wird. In die Blende io gelangen daher jeweils die Elektronen nur eines Bildpunktes, die in dem in der Sonde 9 angebrachten Sekundäremissionsvers.tärker verstärkt werden. Die Bildsignale werden von hier denweiteren Übertragungs-und Verstärkungsgeräten zugeführt. ZurAblenkung des Elektronenbündels sind Ablenkspulen i i angebracht, die das Elektronenbild mit Zeilenfrequenz üL°r die Blende io hin und her bewegen, so daß nacheinander die Elektronen einer Bildzeile in die Blende fallen. Da sich der Film 3 und, damit auch das optische und das elektronenoptische Bild senkrecht zur Zeilenrichtung mit einer Geschwindigkeit von 25 Bildern pro Sekunde bewegen, werden die Filmbilder mit ununterbrochener Reihenfolge der Zeilen übertragen.In the drawing are exemplary embodiments of the inventive concept. shown, - namely Fig. i shows a schematic representation of the! B: image dismantling facility for film transfer with smooth scanning; Fig.2 shows the time course of the Deflection current, Fig. 3 is a schematic representation of the image decomposition device for Interlace method, Fig. Q. a view of the prism arrangement used for color decomposition and FIG. 5 shows the time profile of the deflection current. The principle of color decomposition will. initially for the simple case of a film transmission with 25 image changes per second shown in Fig. i. The light source i is through a condenser : 2 imaged on the film 3 moving at such a speed from above downward b @ e moves that 25 frames per second at the gap of the image window d. wander past. The middle part of the film is through the lens 5 over a plane-parallel plate 6 mapped onto the center of the photocathode 7 of a probe tube 8. The tube contains a probe 9 with a diaphragm opening io, via which the electron-optical Image of the light image generated on the photocathode is moved away. In the aperture io therefore only get the electrons of one pixel that is in the Secondary emission amplifier attached to probe 9. The image signals are fed from here to the other transmission and amplification devices. For distraction of the electron beam are deflection coils i i attached, which the electron image with Line frequency üL ° r move the diaphragm back and forth so that one after the other the electrons a line of images fall into the aperture. Since the film 3 and, with it the optical and the electron optical image perpendicular to the line direction at a speed Moving at 25 frames per second, the film frames are in uninterrupted order of the lines transferred.

Die optische Einrichtung enthält außer der Planplatte 6 noch zwei Prismen 12 und 13 sowie drei Farbfilter 14., 15 und 16, die vor den Prismen und vor der planparallelen Platte angebracht sind. Durch diese Prismen wird auf der Fotokathode der Spalt des Bildfensters .4 nicht nur in der Mitte der Kathode an der Stelle 17, sondern auch noch an der Stelle 18 und i9 abgebildet, wobei diese drei Bilder drei Farbkomponenten, entsprechend den Filtern 1q., 15 und 16, darstellen. Erfindungsgemäß -,verden die Elektronen der Bilder 17, i8 und i9 durch eine zuzusätzliche Ablenkung in Richtung quer zur Zeile nacheinander auf die Blende io abgebildet, so daß abwechselnd je eine z. B. blaue, gelbe und rote Zeile in elektrische Signale verwandelt wird. Die Ablenkfelder sind so beschaffen, daß ein und dieselbe Zeile jedes Filmbildes dreimal durchlaufen wird. Es wird also die während der Abtastung einer Zeile vor sich gehende Weiterbewegung des Films hei der Bemessung der Amplitude der Ablenkung mit berücksichtigt.In addition to the plane plate 6, the optical device also contains two Prisms 12 and 13 and three color filters 14., 15 and 16, which are in front of the prisms and are attached in front of the plane-parallel plate. Through these prisms, the Photocathode the gap of the picture window .4 not only in the middle of the cathode the point 17, but also at the point 18 and i9, these three images represent three color components corresponding to filters 1q., 15 and 16. According to the invention - the electrons of images 17, i8 and i9 are connected by an additional Deflection in the direction transverse to the line successively mapped onto the diaphragm io, so that alternately one z. B. blue, yellow and red lines in electrical signals is transformed. The deflection fields are such that one and the same line each film frame is run through three times. So it will be the one during the scan Movement of the film in one line is called the measurement of the amplitude the distraction also taken into account.

Die Ablenkung erfolgt z. B. mittels Spulen 20, von denen nur eine angedeutet ist und die ihren Strom aus dem Kippgerät 2@i erhalten. Der zeitliche Verlauf des Ablenkstroms ist bei 22 angedeutet. Die Herstellung eines derartigen treppenförmigen Stroms ist an sich bekannt. Sie! kann z. B. durch die Überlagerung der Impulse zweier Multivibratoren 23 und 2q., die je eine Impulsreihe 25 und 26 erzeugen, vorgenommen werden. Die beidem Multivibratoren werden. in geeigneter Weise durch einen Steuerimpuls synchronisiert (s. Fig.2).The distraction takes place z. B. by means of coils 20, only one of which is indicated and receive their power from the tilting device 2 @ i. The temporal one The course of the deflection current is indicated at 22. The production of such a stair-shaped stream is known per se. She! can e.g. B. by the overlay of the pulses of two multivibrators 23 and 2q., each having a series of pulses 25 and 26 generate, are made. They both become multivibrators. in an appropriate manner synchronized by a control pulse (see Fig. 2).

Die Höhe der Treppenstufen ist erfindungsgemäß einstellbar und wird so einreguliert, d.aß die farbigen Zeilen genau aufeinanderfallen.According to the invention, the height of the steps is adjustable and will adjusted so that the colored lines coincide exactly.

In manchem. Fällen wird es zweckmäßig sein, die Höhe der. Treppenstufen konstant zu halten, z. B. durch eine automatische Regeleinrichtung, und die genaue Einstellung für das Überdecken der Zeilen. durch eine optische Einrichtung, z. B. Verschiebung der Prismen in Richtung der optischen Achse, oder durch Einfügung planparalleler Platten in den Strahlengang vorzunehmen. In manchen Fällen wird es zweckmäßig sein, eine Kombination von elektrischer und optischer Verschiebung vorzunehmen, indem z.B,. die Platte 6 drehbar angeordnet ist und die Gesamthöhe der Treppenstufen proportional geändert wird.In some. Cases it will be appropriate to adjust the amount of. Stairs to keep constant, e.g. B. by an automatic control device, and the exact Setting for covering the lines. by an optical device, e.g. B. Shifting the prisms in the direction of the optical axis, or by inserting plane-parallel ones Make plates in the beam path. In some cases it will be useful make a combination of electrical and optical displacement by e.g. the plate 6 is rotatably arranged and the total height of the stairs is proportional will be changed.

Um die optischen Bilder 17, 18 und i9 scharf auf der Kathode abzubilden, wird die Dicke der Planplatte 6 in Abhängigkeit von der Größe der Prismen 12 und 13 so gewählt, daß die optischen Weglängen für die drei Strahlengänge einander gleich sind.In order to focus the optical images 17, 18 and 19 on the cathode, the thickness of the plane plate 6 is a function of the size of the prisms 12 and 13 is chosen so that the optical path lengths for the three beam paths are equal to one another are.

Es ist auch nicht notwendig, Vierkantprismen 12 und 13 zu verwenden, sondern es können auch Keilprismen zur Bildaufspaltung benutzt werden. Zweckmäßig werden keine achromatischen, sondern einfache Prismen verwendet, deren Dicke so be-messen ist, daß die optischen Weglängen für die jeweils verwendeten Farben gleich sind. Sollte die lichtempfindliche Fläche für die verschiedenen Farbkomponenten verschieden empfindlich sein, so kann dies durch geeignete Ausbildung . der Farbfilter 1q., 15 und 16 weitgehend kompensiert werden.It is also not necessary to use square prisms 12 and 13, but wedge prisms can also be used to split the image. Suitably no achromatic, but simple prisms are used whose thickness is so fairs e b, that the optical path lengths are the same for each of the colors used. If the light-sensitive surface should be differently sensitive to the different color components, this can be done through a suitable design. the color filters 1q., 15 and 16 are largely compensated.

Soll eine Übertragung nach dem Zeilensprungverfahren oder mit erhöhter Bnldwechselzahl stattfinden, so muß, wenn man von den üblichen Filmen ausgeht, jedes Filmbild zweimal übertragen werden. Es sind Zerlegungsverfahren mit Sündenröhren vorgeschlagen worden, bei denen durch eine ruhende Prismenanordnung jedes Filmbild auf die Fotokathode derart abgebildet wird, daß sich die Bilder um eine halbe Bildhöhe überdecken. Von diesen Bildern wird durch eine Blende jeweils nur eins zür Abtastung freigegeben und durch eine entsprechende Ablenkung des elektronenoptischen Bsldes eine zweimalige Abtastung jedes Filmbildes erzielt.Should a transmission be interlaced or with increased If the usual number of films is used as the starting point, each one has to take place Film image can be transmitted twice. They are dissection processes with tubes of sin have been proposed in which each film frame by a stationary prism arrangement is imaged on the photocathode in such a way that the images are half an image height cover. Only one of these images is used for scanning through an aperture released and by a corresponding deflection of the electron-optical Bsldes a two-time scan of each film frame is achieved.

Gemäß der Erfindung wird eine derartige Prismenanordnung so abgeändert, daß mehrere, z. B. drei riebeneinariderliegende 'Bilder -der einzelnen Farbkomponenten erzeugt und durch eine zusätzliche Ablenkung quer zur Zeile nacheinander je für eine Zeilendauer auf die Bildfängerblende abgebildet werden. Die in Fig. 3 und -;_ dargestellte Einrichtung enthält außer den bereits in Fig. i genannten Teilen ein Prismensystem, das aus den Teilprismen 27, 28, 29 und 3.0, 31, 32 aufgebaut ist. Jedes Prisma der für Schwarzweißbilder benutzten Anordnung ist dreifach unterteilt und je mit einem Farbfilter versehen. Die verschiedenen Farben sind durch eine entsprechende Kennzeichnung der Flächen der Prismen 27 bis 32 angedeutet. Jedes Prisma bewirkt eine andere Versetzung des Spaltabbildes derart, daß der Spaltabstand der Prismen gleicher Farbe eine halbe Bildhöhe beträgt.According to the invention, such a prism arrangement is modified so that several, z. B. three rubbing one-to-one 'images-of the individual color components are generated and displayed one after the other for a line duration on the image catcher screen by an additional deflection transversely to the line. In Figure 3, and -;. _ Means shown comprises besides the already mentioned in i Fig parts of a prism system which is constructed and 3.0 29, 31, 32 from the component prisms 27, 28,.. Each prism of the arrangement used for black and white images is divided into three parts and each provided with a color filter. The different colors are indicated by a corresponding marking of the surfaces of the prisms 27 to 32 . Each prism causes a different displacement of the slit image so that the gap between the prisms of the same color is half the height of the image.

Es ist zweckmäßig, sehr schmale Spaltbilder zu verwenden. Da hierfür eine umlaufende Blendenscheibe unter Umständen nicht geeignet ist, erfolgt die Ausblendung z. B. durch einen geschwärzten Hilfsfilm 33, der in der Nähe des Bildfilms 3 mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung läuft und jeweils nur einen wandernden Spalt für den Lichtdurchgang freigibt. Der Hilfsfilm bildet zweckmäßig eine endlose Schleife, die z. B. über Rollen 3.4 geführt ist, und besteht zweclzmäßig aus ,Metall.It is advisable to use very narrow slit images. Because for this a rotating aperture plate is not suitable under certain circumstances, the masking takes place z. B. by a blackened auxiliary film 33, which is in the vicinity of the image film 3 with runs at the same speed in the opposite direction and only one at a time releasing moving gap for the passage of light. The auxiliary film forms expediently an endless loop that z. B. is performed on roles 3.4, and is zweclzförm made of metal.

Die Ablenkung quer zur Zeilenrichtung erfolgt wiederum durch Spulen 20, denen aber in diesem Fall ein Strom mit dem Zeilenverlauf der Fig.5 zugeführt wird. Ein solcher Strom wird in einer Weise, wie im Zusammenhang mit Fig. i beschrieben, erzeugt, nur daß hier dem Mischgerät 21 noch eine Sägezahnkomponente von 5o Perioden pro Sekunde zugeführt wird.The deflection transversely to the line direction is again carried out by coils 20, which in this case are supplied with a current with the line course of FIG will. Such a current is generated in a manner as described in connection with FIG. generated, except that the mixer 21 still has a sawtooth component of 50 periods is fed per second.

Auch in diesem Fall kann die Einstellung für die genaue iIberdecl<ung der Zeilenabstände auf optischem oder elektrischem Weg erfolgen. Die Bildaufspaltung kann auch hier durch heilpris:nen oder durch Spiegel an Stelle der dargestellten Vierkantprismen vorgenommen «-erden.In this case, too, the setting for the exact overdecl <ung the line spacing is done optically or electrically. The splitting of the image can also be used here by healing prisms or by mirrors in place of those shown Square prisms made «- earth.

Das Verfahren ist nicht auf die, Übertragung von Farbfilmen beschränkt; es ist auch für die Aufnahme von farbigen Freilicht- und Bühnenszenen geeignet. In diesem Fall wird beispielsweise ein Abbild einer Szene in der Ebene einer wandernden Blende erzeugt. Das Abbild des wandernden Spaltes wird durch eine Prismenanordnung, die der der Fig. i ähnlich ist, auf die Fotokathode der SGndenröhre geworfen. Es entstehen auf der Fotokathode dreifarbige Bilder, die nacheinander zur Abtastung gelangen. Da die Bewegung quer .zur Zeile hier nicht durch die Bewegung des Films erzeugt wird, muß ein Ablenkstrcm nach Art der Fig. 5 verwendet werden, der außer der Ablenkung für die drei Farbstufen noch die :Ablenkung von Zeile zu Zeile, d. h. die sogenannte, Bildablenkung, hervorruft. Die Blende wird konphas mit der Abtastbewegung des Elektronenbildes quer zur Zeile bewegt.The method is not limited to transferring color films; it is also suitable for the recording of colored open-air and stage scenes. In this case, for example, an image of a scene in the plane of a wandering Aperture generated. The image of the wandering slit is created by an arrangement of prisms, which is similar to that of Fig. i, thrown onto the photocathode of the S end tube. It Three-color images are created on the photocathode, which are then scanned one after the other reach. Since the movement across the line is not caused by the movement of the film is generated, a deflection must be used in the manner of FIG the distraction for the three color levels still the: distraction from line to line, d. H. the so-called, image distraction, causes. The diaphragm becomes in phase with the scanning movement of the electron image moved across the line.

Soll an Stelle einerSondeuröhre eine speichernde Bildfängerröhre verwendet werden, so wird eine Speicherung nur über einen Teil der Bildivechselzeitvorgenommen, d. h. es wird nicht das ganze Bild auf die Mosaikkathode geworfen, sondern nur ein mehrere Zeilen umfassender Streifen. Es ist auf diese Weise möglich, verschiedene Teile der Mosaikfläche gleichzeitig für die verschiedenen Farbkomponenten ein und desselben Bildes auszunutzen, da die Abtastung einer Farbkomponente erfolgt, bevor die nächste Farbkomponente auf diesen Teil der Bildfläche abgebildet wird. Es entstehen also auf der Mosaikkathode z. B. drei verschiedenfarbige Bildzonen von gleichem Bildinhalt. Diese Bildzonen wandern über die Mosaikfläche hinweg quer zur Zeilenrichtung mit einer Geschwindigkeit, die der Ablenkgeschwindigkeit des Strahls quer zur Zeilenrichtung entspricht. Die Speicherung auf der Mosaikfläche erfolgt für jede Farbkomponente nur für einen Bruchteil der Bildwechselzeit und ist durch die Breite der farbigen Zonen bestimmt. Die Mosaikfläche ist größer als das Einzelbild, und zwar in Richtung quer zur Zeile nach oben und unten um einen' betrag verlängert, der derjenigen Zeilenzahl entspricht, die in einer der farbigen Zonen enthalten sind.Should be used instead of a probe tube with a storage image capture tube storage is only carried out for part of the image change time, d. H. the whole picture is not thrown onto the mosaic cathode, but only one strips spanning several lines. It is possible in this way different Divide the mosaic area for the different color components at the same time and of the same image, since a color component is sampled before the next color component is mapped onto this part of the image area. It arise So on the mosaic cathode z. B. three different colored image zones of the same Image content. These image zones migrate across the mosaic across the direction of the lines at a speed equal to the deflection speed of the beam across the line direction is equivalent to. Each color component is saved on the mosaic surface only for a fraction of the picture change time and is through the width of the colored Zones determined. The mosaic area is larger than the single image, in direction extended across the line up and down by an amount equal to the number of that line that are contained in one of the colored zones.

Claims

PATENT APPROACH: i. Method of scanning multicolored television images, characterized in that an image zone is scanned by means of optics and that the scanning luminous flux is switched by optical aids that are in the beam path are divided into two or more separate luminous fluxes and that further optical Aids, preferably color filters, are provided, which the areal Intensity distribution in the individual luminous fluxes according to the color values affect the individual picture elements, and that these luminous fluxes lie next to each other Cause images of the same object, which by means of known Tools are scanned in such a way that those of one and the same line of the image Color component signals originating in immediate succession in time.

2. Procedure according to claim i, characterized in that only one or more lines of the Broadcast image of the comprehensive image zone that is faded out.

3. Facility for execution of the method according to claim 1 or 2, characterized in that for color decomposition Plane-parallel prisms are provided for the masked picture slide. q ..

Facility for carrying out the method according to claim i or 2, characterized in that the size of the prisms is such that the optical paths for the different Colors are equal to each other.

5. Device according to claim 3 or .4, characterized in that that the different colored image zones on the cathode of a tube with probe scanning can be displayed next to each other. 6th

Facility for executing the Method according to Claim i or 2, characterized in that for scanning one Color ° nfilxns provided a fixed aperture with 25 image changes per second is that hides the image zone to be scanned.

Facility for carrying out the procedure according to claim i or 2, characterized in that for scanning natural Scenes or a moving one for scanning color films with an increased number of frame changes Aperture, e.g. B. an aperture film is provided. B.

Facility for executing the Method according to claim i or 2, characterized in that for splitting the Several mirrors are provided in the beam path. G.

Facility for executing the Method according to Claim i or 2, characterized in that the distances between the colored slit images are optically adjustable. OK

Facility for execution of the method according to claim i or 2, characterized in that for generating the deflection component, which is the sequential scanning of the different colored, causes the same image content having lines, a device is provided, the one that rises in a step-shaped manner or one that also rises in a step-shaped manner Voltage supplies. ii.

Device according to claim io, characterized in that two multivibrators are provided to generate the current, which rises in a staircase shape whose output circuits are connected to a mixer.

12. Establishment according to claim io and j i, characterized in that a control device for Adjustment of the amplitude of the step-wise increasing current is provided.

13, Device for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that that when using a speaker tube the different color components a and the same image zone next to one another on the mosaic cathode are projected and: that the scanning beam is guided over the .Mosaikfläche that it successively scans the different colored lines with the same image content.